JPH06308185A - 漏電検出装置 - Google Patents
漏電検出装置Info
- Publication number
- JPH06308185A JPH06308185A JP5098145A JP9814593A JPH06308185A JP H06308185 A JPH06308185 A JP H06308185A JP 5098145 A JP5098145 A JP 5098145A JP 9814593 A JP9814593 A JP 9814593A JP H06308185 A JPH06308185 A JP H06308185A
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- JP
- Japan
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- voltage
- leakage
- detection
- resistors
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 抵抗とスイッチを使用した簡単な構成で、漏
電電流、高圧直流電源電圧値および漏電箇所を判定す
る。 【構成】 電気自動車、電車などに搭載されてその車両
のボデーグランドから分離された高圧直流電源11のプ
ラス側およびマイナス側のそれぞれに直列に接続された
複数の保護抵抗14〜17および2個の検出抵抗20、
21と、保護抵抗16、17の両端を短絡または開放す
る複数のスイッチ18、19と、互いに接続されてその
接続部がボデーグランドに接地された2個の検出抵抗2
0、21の両端電圧またはそこに流れる電流を測定して
その値から漏電を測定する漏電検出部24とを備えてい
る。
電電流、高圧直流電源電圧値および漏電箇所を判定す
る。 【構成】 電気自動車、電車などに搭載されてその車両
のボデーグランドから分離された高圧直流電源11のプ
ラス側およびマイナス側のそれぞれに直列に接続された
複数の保護抵抗14〜17および2個の検出抵抗20、
21と、保護抵抗16、17の両端を短絡または開放す
る複数のスイッチ18、19と、互いに接続されてその
接続部がボデーグランドに接地された2個の検出抵抗2
0、21の両端電圧またはそこに流れる電流を測定して
その値から漏電を測定する漏電検出部24とを備えてい
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車、電車、ト
ロリーバス等の直流を動力とする車両に利用されて、そ
の電気系統における漏電を検出するための漏電検出装置
に関する。
ロリーバス等の直流を動力とする車両に利用されて、そ
の電気系統における漏電を検出するための漏電検出装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のこの種の漏電検出装置の構
成を示している。図2において、1は車両のボデーグラ
ンドから電気的に分離されている複数のバッテリー等で
構成された高圧直流電源、2、3および4はそれぞれ抵
抗値R1 、R2 、RS を有する抵抗であり、5は抵抗4
の両端に生じる検出電圧である。
成を示している。図2において、1は車両のボデーグラ
ンドから電気的に分離されている複数のバッテリー等で
構成された高圧直流電源、2、3および4はそれぞれ抵
抗値R1 、R2 、RS を有する抵抗であり、5は抵抗4
の両端に生じる検出電圧である。
【0003】次に上記従来例の動作について説明する。
一般に、電気自動車等に使用される200Vから300
V程度の高圧直流電源は、人が高圧電源に触れても感電
しないように、車両のボデーグランドから電気的に分離
されたフローティング状態に保持されているが、絶縁破
壊が起きている場合には、人が高電圧系に触れると、電
流が流れるパスができるため感電する。しかしながら、
高電圧系とグランド間に絶縁破壊が発生しても、人が高
圧系に触れない限り高電圧系がグランドと分離されてい
るため、絶縁破壊を起こした抵抗には電流も電圧も発生
せず、漏電の検出ができないことになる。このため、人
が触れなくても漏電の検出ができるように、高圧直流電
源1に対し抵抗2、3および4で中性点をとる構成が採
用されている。
一般に、電気自動車等に使用される200Vから300
V程度の高圧直流電源は、人が高圧電源に触れても感電
しないように、車両のボデーグランドから電気的に分離
されたフローティング状態に保持されているが、絶縁破
壊が起きている場合には、人が高電圧系に触れると、電
流が流れるパスができるため感電する。しかしながら、
高電圧系とグランド間に絶縁破壊が発生しても、人が高
圧系に触れない限り高電圧系がグランドと分離されてい
るため、絶縁破壊を起こした抵抗には電流も電圧も発生
せず、漏電の検出ができないことになる。このため、人
が触れなくても漏電の検出ができるように、高圧直流電
源1に対し抵抗2、3および4で中性点をとる構成が採
用されている。
【0004】以下、この抵抗中性点にグランドをとるこ
とにより漏電を検出できる理由について説明する。図3
において、6は絶縁破壊抵抗(r)、7は人体抵抗
(Z)である。高圧直流電源1の電圧を+Bボルト、抵
抗2および3の抵抗値R1 、R2を絶縁破壊抵抗6の抵
抗値rに比べ十分大きくとれば、抵抗値Zを有する人体
に流れる漏電電流I1 は、 I1 =+B/(r+Z) ・・・(1) となる。したがって、漏電電流I1 および人体抵抗7の
値Zを設定することにより、絶縁破壊抵抗6の値rを求
めることができる。
とにより漏電を検出できる理由について説明する。図3
において、6は絶縁破壊抵抗(r)、7は人体抵抗
(Z)である。高圧直流電源1の電圧を+Bボルト、抵
抗2および3の抵抗値R1 、R2を絶縁破壊抵抗6の抵
抗値rに比べ十分大きくとれば、抵抗値Zを有する人体
に流れる漏電電流I1 は、 I1 =+B/(r+Z) ・・・(1) となる。したがって、漏電電流I1 および人体抵抗7の
値Zを設定することにより、絶縁破壊抵抗6の値rを求
めることができる。
【0005】次に、人体が高圧系に触れていない時、す
なわち人体抵抗7の値Zが無限大の時の絶縁破壊によっ
て生じる抵抗4の検出電圧5(V1 )の値を求める。絶
縁破壊が起こっていない時の抵抗6の値rは無限大なの
で、検出電圧5には電圧が発生しないが、絶縁破壊が発
生している時は、抵抗2および3の値R1 、R2 を抵抗
4、6の値RS 、rより十分大きく設定すると、抵抗
2、4および6を流れる電流iは、 i=+B/(R1 +RS +r) ・・・(2) となる。したがって、抵抗4に生じる検出電圧5の値V
1 は、 V1 =+B×RS /(R1 +RS +r) ・・・(3) となり、感電電流に対応した検出電圧V1 が求められ
る。
なわち人体抵抗7の値Zが無限大の時の絶縁破壊によっ
て生じる抵抗4の検出電圧5(V1 )の値を求める。絶
縁破壊が起こっていない時の抵抗6の値rは無限大なの
で、検出電圧5には電圧が発生しないが、絶縁破壊が発
生している時は、抵抗2および3の値R1 、R2 を抵抗
4、6の値RS 、rより十分大きく設定すると、抵抗
2、4および6を流れる電流iは、 i=+B/(R1 +RS +r) ・・・(2) となる。したがって、抵抗4に生じる検出電圧5の値V
1 は、 V1 =+B×RS /(R1 +RS +r) ・・・(3) となり、感電電流に対応した検出電圧V1 が求められ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の漏電検出装置では、フローティングされた高圧直流
電源1の中性点を抵抗2、3および4でとっているた
め、例えば図4に示すように、複数個のバッテリーで構
成された高圧直流電源1の中間で絶縁破壊が生じた場合
には、漏電検出ができない不感帯が発生し、また検出感
度が低くなるという問題があった。すなわち、図4にお
いて、抵抗8は高圧直流電源1の中点で漏電破壊が起こ
ったことを示しており、漏電検出用抵抗4に流れる電流
をi1 およびi2 とすると、もし抵抗2と抵抗3の値が
等しい(R1 =R2 )とすれば、電流i1 とi2 は大き
さが等しく、方向が逆であるため、検出電圧5(V1 )
は漏電しているにもかかわらず0となる。仮に、抵抗2
と抵抗3の値が異なったとしても、高圧直流電源1のい
ずれかの位置で漏電すれば、必ず不感帯を生じる。ま
た、電流i1 とi2 とは互いに打ち消す方向であるた
め、検出電圧5の値V1 は小さな値となり、感度が低下
して検出しにくくなる。さらに、高圧直流電源1の電圧
+Bが変動した場合には、上記式(3)から分かるよう
に、電圧+Bによって漏電の検出値が変化するので、正
確な漏電検出ができないという問題点も有していた。
来の漏電検出装置では、フローティングされた高圧直流
電源1の中性点を抵抗2、3および4でとっているた
め、例えば図4に示すように、複数個のバッテリーで構
成された高圧直流電源1の中間で絶縁破壊が生じた場合
には、漏電検出ができない不感帯が発生し、また検出感
度が低くなるという問題があった。すなわち、図4にお
いて、抵抗8は高圧直流電源1の中点で漏電破壊が起こ
ったことを示しており、漏電検出用抵抗4に流れる電流
をi1 およびi2 とすると、もし抵抗2と抵抗3の値が
等しい(R1 =R2 )とすれば、電流i1 とi2 は大き
さが等しく、方向が逆であるため、検出電圧5(V1 )
は漏電しているにもかかわらず0となる。仮に、抵抗2
と抵抗3の値が異なったとしても、高圧直流電源1のい
ずれかの位置で漏電すれば、必ず不感帯を生じる。ま
た、電流i1 とi2 とは互いに打ち消す方向であるた
め、検出電圧5の値V1 は小さな値となり、感度が低下
して検出しにくくなる。さらに、高圧直流電源1の電圧
+Bが変動した場合には、上記式(3)から分かるよう
に、電圧+Bによって漏電の検出値が変化するので、正
確な漏電検出ができないという問題点も有していた。
【0007】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、漏電検出を精度良く行なえるとともに、
漏電部位の推定が可能な漏電検出装置を提供することを
目的とする。
るものであり、漏電検出を精度良く行なえるとともに、
漏電部位の推定が可能な漏電検出装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、車両に搭載されてその車両のボデーグラ
ンドから電気的に分離された高圧直流電源のプラス側お
よびマイナス側のそれぞれに直列に接続された複数の保
護抵抗および2個の検出抵抗と、プラス側およびマイナ
ス側にそれぞれ接続された保護抵抗の両端を短絡または
開放する複数のスイッチと、互いに接続された接続部を
ボデーグランドに接地した2個の検出抵抗の両端電圧ま
たはそこに流れる電流を測定してその値から漏電を判定
する漏電検出部とを備えたものである。
成するために、車両に搭載されてその車両のボデーグラ
ンドから電気的に分離された高圧直流電源のプラス側お
よびマイナス側のそれぞれに直列に接続された複数の保
護抵抗および2個の検出抵抗と、プラス側およびマイナ
ス側にそれぞれ接続された保護抵抗の両端を短絡または
開放する複数のスイッチと、互いに接続された接続部を
ボデーグランドに接地した2個の検出抵抗の両端電圧ま
たはそこに流れる電流を測定してその値から漏電を判定
する漏電検出部とを備えたものである。
【0009】
【作用】したがって、本発明によれば、2個の検出抵抗
がボデーグランドとの間に生じる電圧またはボデーグラ
ンドに流れる電流を、保護抵抗の両端に接続されたスイ
ッチを短絡または開放させてそれぞれの時点で測定し、
その出力の和や差を取って比較、計算することにより、
漏電の正確な検出および漏電箇所の検出を行なうことが
でき、さらに高圧電流電源の電圧値を計算することもで
きる。
がボデーグランドとの間に生じる電圧またはボデーグラ
ンドに流れる電流を、保護抵抗の両端に接続されたスイ
ッチを短絡または開放させてそれぞれの時点で測定し、
その出力の和や差を取って比較、計算することにより、
漏電の正確な検出および漏電箇所の検出を行なうことが
でき、さらに高圧電流電源の電圧値を計算することもで
きる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例の構成を示すもので
ある。図1において、11は車両のボデーグランドから
分離された複数のバッテリーからなる高圧直流電源、1
2、13は高圧直流電源11のそれぞれプラス端子、マ
イナス端子、14、15、16、17は大きい抵抗値を
持つ保護抵抗、18、19は保護抵抗16および17の
両端を短絡または開放するスイッチ、20、21は検出
抵抗、22、23は増幅器、24は漏電検出部、25は
漏電判定出力、26は絶縁破壊抵抗である。
ある。図1において、11は車両のボデーグランドから
分離された複数のバッテリーからなる高圧直流電源、1
2、13は高圧直流電源11のそれぞれプラス端子、マ
イナス端子、14、15、16、17は大きい抵抗値を
持つ保護抵抗、18、19は保護抵抗16および17の
両端を短絡または開放するスイッチ、20、21は検出
抵抗、22、23は増幅器、24は漏電検出部、25は
漏電判定出力、26は絶縁破壊抵抗である。
【0011】次に上記実施例の動作について説明する。
図1において、絶縁破壊が複数のバッテリーで構成され
た高圧直流電源11の中間で起きているものとする。ま
たこの時の絶縁破壊抵抗26の抵抗値をrΩ、漏電発生
箇所が電圧値VM ボルトの高圧直流電源11のV1 ボル
トとV2 ボルトで分割した点とする。さらに、保護抵抗
14、15の値を630kΩ、スイッチ18、19に接
続された保護抵抗16、17の値を640kΩ、検出抵
抗20、21の値を10kΩ、また検出抵抗20の両端
電圧をVs1、検出抵抗21の両端電圧をVs2とする。ま
た以下のように記号および式を定義する。 VSIM 、VS2M ;スイッチ18および19が開の時のV
SIとVS2の検出電圧 VSIP 、VS2P ;スイッチ18が閉、19が開の時のV
SIとVS2の検出電圧 VSIQ 、VS2Q ;スイッチ18が開、19が閉の時のV
SIとVS2の検出電圧 PDEF =VSIP −VS2P ・・・(4) QDEF =VSIQ −VS2Q ・・・(5) PQDEF =PDEF −QDEF ・・・(6)
図1において、絶縁破壊が複数のバッテリーで構成され
た高圧直流電源11の中間で起きているものとする。ま
たこの時の絶縁破壊抵抗26の抵抗値をrΩ、漏電発生
箇所が電圧値VM ボルトの高圧直流電源11のV1 ボル
トとV2 ボルトで分割した点とする。さらに、保護抵抗
14、15の値を630kΩ、スイッチ18、19に接
続された保護抵抗16、17の値を640kΩ、検出抵
抗20、21の値を10kΩ、また検出抵抗20の両端
電圧をVs1、検出抵抗21の両端電圧をVs2とする。ま
た以下のように記号および式を定義する。 VSIM 、VS2M ;スイッチ18および19が開の時のV
SIとVS2の検出電圧 VSIP 、VS2P ;スイッチ18が閉、19が開の時のV
SIとVS2の検出電圧 VSIQ 、VS2Q ;スイッチ18が開、19が閉の時のV
SIとVS2の検出電圧 PDEF =VSIP −VS2P ・・・(4) QDEF =VSIQ −VS2Q ・・・(5) PQDEF =PDEF −QDEF ・・・(6)
【0012】次に漏電検出を測定する方法について述べ
る。まずスイッチ18および19を以下のように切り替
えて、検出抵抗20、21の電圧VSI、VS2を測定す
る。 (a)スイッチ18とスイッチ19がともに開 (b)スイッチ18が閉、スイッチ19が開 (c)スイッチ18が開、スイッチ19が閉 この3通りの検出抵抗20、21の電圧VSI、VS2から
高圧直流電源11の電圧VM 、絶縁破壊抵抗26の抵抗
値rおよび漏電電圧V2 が次式から求められる。 VM =27 ×(VSIM +VS2M ) =26 ×VSIP +27 ×VS2P =27 ×VSIQ +26 ×VS2Q ・・・(7) r=(VM −2×PQDEF )/(3×PQDEF ) ・・・(8) V2 =2×VM /3−27 ×PDEF −PDEF ×r =VM /3−27 ×QDEF −QDEF ×r ・・・(9) また、漏電電流Iは、人の抵抗値を0または抵抗14、
15に比べて非常に小さいものとすると、次のようにな
る。 I=V1 /rまたはI=V2 /r ・・・(10) ここで漏電電流Iは、V1 とV2 を比較して大きい方を
選べば良い。
る。まずスイッチ18および19を以下のように切り替
えて、検出抵抗20、21の電圧VSI、VS2を測定す
る。 (a)スイッチ18とスイッチ19がともに開 (b)スイッチ18が閉、スイッチ19が開 (c)スイッチ18が開、スイッチ19が閉 この3通りの検出抵抗20、21の電圧VSI、VS2から
高圧直流電源11の電圧VM 、絶縁破壊抵抗26の抵抗
値rおよび漏電電圧V2 が次式から求められる。 VM =27 ×(VSIM +VS2M ) =26 ×VSIP +27 ×VS2P =27 ×VSIQ +26 ×VS2Q ・・・(7) r=(VM −2×PQDEF )/(3×PQDEF ) ・・・(8) V2 =2×VM /3−27 ×PDEF −PDEF ×r =VM /3−27 ×QDEF −QDEF ×r ・・・(9) また、漏電電流Iは、人の抵抗値を0または抵抗14、
15に比べて非常に小さいものとすると、次のようにな
る。 I=V1 /rまたはI=V2 /r ・・・(10) ここで漏電電流Iは、V1 とV2 を比較して大きい方を
選べば良い。
【0013】漏電検出部24は、スイッチ18およびス
イッチ19の開、閉を上記(a)〜(c)のように制御
して、その時の検出抵抗20、21の電圧VSIとVS2の
測定値をもとに、式(7)から式(10)に従って計算
することにより、高圧直流電源電圧値、漏電抵抗、漏電
部位および漏電電流値を求めることができ、この計算結
果から漏電判定出力25を出力する。
イッチ19の開、閉を上記(a)〜(c)のように制御
して、その時の検出抵抗20、21の電圧VSIとVS2の
測定値をもとに、式(7)から式(10)に従って計算
することにより、高圧直流電源電圧値、漏電抵抗、漏電
部位および漏電電流値を求めることができ、この計算結
果から漏電判定出力25を出力する。
【0014】以上のように、本実施例によれば、式
(7)から高圧直流電源11の電圧値、式(8)から絶
縁破壊抵抗値、式(9)から漏電部位、式(10)から
漏電電流値を求めることができる。
(7)から高圧直流電源11の電圧値、式(8)から絶
縁破壊抵抗値、式(9)から漏電部位、式(10)から
漏電電流値を求めることができる。
【0015】なお、上記実施例では、2個の検出抵抗2
0、21の両端電圧を測定することにより漏電を判定し
ているが、2個の検出抵抗20、21のそれぞれに流れ
る電流値を計測することによっても同様の効果が得られ
るものである。
0、21の両端電圧を測定することにより漏電を判定し
ているが、2個の検出抵抗20、21のそれぞれに流れ
る電流値を計測することによっても同様の効果が得られ
るものである。
【0016】
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、抵抗とスイッチを使用した簡単な構成により、漏電
電流、絶縁破壊抵抗、高圧直流電源電圧値および漏電箇
所を判定できる効果を有する。
に、抵抗とスイッチを使用した簡単な構成により、漏電
電流、絶縁破壊抵抗、高圧直流電源電圧値および漏電箇
所を判定できる効果を有する。
【図1】本発明の一実施例における漏電検出装置の概略
構成を示す回路ブロック図
構成を示す回路ブロック図
【図2】従来例における漏電検出装置の概略構成を示す
回路図
回路図
【図3】従来例における漏電検出動作を説明するための
回路図
回路図
【図4】従来例における漏電検出動作を説明するための
回路図
回路図
11 高圧直流電源 12 高圧直流電源のプラス端子 13 高圧直流電源のマイナス端子 14、15、16、17 保護抵抗 18、19 スイッチ 20、21 検出抵抗 22、23 増幅器 24 漏電検出部 25 漏電判定出力 26 絶縁破壊抵抗
Claims (2)
- 【請求項1】 車両に搭載されてその車両のボデーグラ
ンドから電気的に分離された高圧直流電源のプラス側お
よびマイナス側のそれぞれに直列に接続された複数の保
護抵抗および2個の検出抵抗と、前記プラス側およびマ
イナス側のそれぞれに接続された保護抵抗の両端を短絡
または開放する複数のスイッチと、互いに接続された接
続部をボデーグランドに接地した前記2個の検出抵抗の
両端電圧またはそこに流れる電流を測定してその値から
漏電を判定する漏電検出部とを備えた漏電検出装置。 - 【請求項2】 漏電検出部は、複数の保護抵抗の両端を
短絡または開放する複数のスイッチの開、閉を制御し、
そのスイッチの状態での検出抵抗の両端電圧値または電
流値から漏電電流、絶縁破壊抵抗および高圧直流電源の
電圧値を計算して、漏電箇所を検出することを特徴とす
る漏電検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05098145A JP3107944B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 漏電検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05098145A JP3107944B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 漏電検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06308185A true JPH06308185A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3107944B2 JP3107944B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=14212036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05098145A Expired - Fee Related JP3107944B2 (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 漏電検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3107944B2 (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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